Большая насыщенность угольных шахт электрооборудованием и средствами автоматизации требует надежной защиты электроустановок при повреждениях и ненормальных режимах. В сетях с большой протяженностью и ограниченными сечениями пусковые токи асинхронных короткозамкнутых электродвигателей и многодвигательных электроприводов, для которых одновременный пуск является технологической необходимостью, соизмеримы с токами наиболее удаленных замыканий. В настоящее время при постоянном росте мощности асинхронных короткозамкнутых электродвигателей и протяженности шахтных сетей с ограниченными сечениями весьма актуальным стал вопрос разработки высокочувствительной защиты от коротких замыканий (КЗ) и от работы электродвигателей в ненормальных режимах [1].

В настоящее время наиболее приемлемым способом повышения плавности асинхронного короткозамкнутого электродвигателя является применение тиристорных регуляторов напряжения (ТРН) [2]. Надежность и простота в сочетании с дешевизной делают возможным их применение в регулируемом электроприводе горных машин. В работе [3] выяснялось совместимость параметров максимальных токовых защит (МТЗ) рудничного электрооборудования и электрических сетей с ТРН при КЗ. При моделировании за основу была взята математическая модель асинхронного электродвигателя описаную в работах [4,5]. Серийно выпускаемые МТЗ реагируют на величину мгновенных или средневыпрямленных значений тока [6].

На рис. 1 а) и б) приведены зависимости соответственно величины средневыпрямленного и амплитудного значения тока трехфазного КЗ от угла отпирания тиристоров a и расстояния от ТРН до места КЗ l. Моделирование проводилось для следующих условий: питание от трансформаторной подстанции ТСВП 630-6/0,69 через магистральный кабель ЭВТ 3´ 120+1´10 длиной 50 м и кабель потребителя КГЭШ-3´ 70+1´10.

Как видно из графиков, ток замыкания уменьшается как с удалением от распредпункта (l), так и с увеличением угла отпирания a.

Зоны действия защит, реагирующих на средневыпрямленное и мгновенное значение тока при различных уставках приведены на рис. 2 а) и б) соответственно.

Как видно из рис. 2 при одном и том же уровне величины уставки с увеличением угла отпирания a защищаемая уставкой длина кабеля сокращается, что в итоге может привести к возникновению неотключаемого КЗ. Возможность несрабатывания защит “токовая отсечка” в сетях с ТРН обуславливает актуальность совершенствование МТЗ для использования их в схемах электропривода с ТРН. При разработке МТЗ в сетях с ТРН необходимо учитывать не только изменение тока и напряжения, но величины скорости вращения электропривода. Функциональная схема такой защиты с корректировкой по току и по скорости будет выглядеть следующим образом (рис. 3)